Deep learning models, which imitate the function of human brain, have drawn attention from many engineering fields (mechanical, agricultural, and computer engineering etc). The major advantages of deep learning in engineering fields can be summarized by objects detection, classification, and time-series prediction. As well, it has been applied into environmental science and engineering fields. Here, we compiled our previous attempts to apply deep learning models in water-environment field and presented the future opportunities.

본 연구에서는 플라즈마 발생장치를 수경재배 시스템과 결 합하여 재배 기간 동안 처리 시 상추의 생육 및 기능성 물질 함량 변화를 살펴보기 위해 실시하였다. 3주 동안 육묘하여 균일 한 크기의 상추 묘를 semi-DFT에 정식하였으며, 플라즈마 공정 장치를 결합하여 4주 동안 8시간 주기로 1시간씩 수중에서 간헐적으로 작동시켰다. 양액(대조구), 플라즈마 활성수 (4.2kV, 5.7kV)를 사용하여 온실에서 재배하였으며 이후 수확하여 생육조사 및 기능성 물질 분석을 실시하였다. 플라즈마 활성수 처리 기간 동안 발생되는 활성산소종 중에서 O3로 인하여 플라즈마 발생 장치에 근접한 개체일수록 갈색 반점 및 괴사현상이 나타났으며, 생육조사를 실시한 결과 유의적 차이가 나타나지 않았다. 기능성 물질 분석 결과 상추 지상부의 rutin과 총 페놀 함량은 플라즈마수보다 높았지만, epicatechin 의 경우 플라즈마수 처리에서 함량이 더 많았다. 근권부에서 측정된 이차대사산물인 rutin, epicatechin, quercetin 및 총 페놀 함량은 대조구보다 플라즈마수 처리구에서 유의하게 높았다. 이러한 결과는 플라즈마수 처리 시간동안 수중에 오존과 같은 활성산소종으로 인해 지상부 생육이 잘 이루어지지 못했으나, 근권 영역에서는 이차대사산물이 크게 증가하였다. 향후 간헐적인 플라즈마 활성수 생성에 따른 생리 장해를 극복 하고 뿌리채소의 수경재배 시스템에 적용하여 이차대사산물 을 증가시키기 위한 본 기술의 도입이 필요하다.

해양심층수는 수심 200 m보다 깊은 심층(深層)에 위치하고 있어 차가운 온도를 유지하고 있으며, 대장균 및 일반세균 등에 의해서도 오염 되지 않은 깨끗한 해수이다. 해양심층수는 산업적 가치가 높은 재생순환형 자원이기 때문에 이를 상업적으로 이용하기 위한 활동이 활발히 전개되고 있다. 해양심층수를 기존 식육가공품의 염지제 대체제로서, 최적인 해양심층수 처리수를 적용한 시제품을 일반 식육가공품 소세지와 비교하여 안전성과 품질특성, 미네랄 함량차이를 알아보았다. 이를 통하여 해양심층수의 염지액 대체제로서의 가능성을 검토하고 이를 이용하여 제작한 식육가공품의 품질을 검토한 결과, 안전성과 품질특성에서는 일반 식육가공품 소세지와 차이가 없었으나, 미네랄 함량은 해양심층수를 적용한 축산가공품이 더 높았다. 이를 통하여 해양심층수는 소금의 대체제와 청정미네랄로 그 활용도가 높아서 해양심층수를 이용한 새로운 식품시장이 크게 활성화될 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 식품공전 규격 검사에 의한 안전성 평가 시험방법을 이용하여 품질검사항목 분석에 의한 품질특성 평가 및 유통기한 경과에 의한 안정성을 검토하고, 시험군과 대조군간의 미네랄 함량 시험을 진행하여 그 함량을 비교, 분석한 결과 후속 연구를 통한 식품, 의약품 및 축산업에 다양하고 차별화된 식육가공품을 제조할 수 있는 가능성이 있다고 판단하였다.

In this study, the physicochemical and sensory characteristics of low-salt Myungran jeotkal (Alaskan pollock roe) were evaluated after fermentation at 4℃ and 20℃ with or without the addition of deep sea water, salt from deep sea water, and vegetable-origin lactic acid bacteria (Lactobacillus fermentum JS, LBF). When fermented at 20℃, the addition of LBF to Myungran jeotkal resulted in a slow increase in lactic acid content, followed by an abrupt increase after five days of fermentation. However, when fermented at 4℃, the lactic acid content did not change significantly. Further, when Myungran jeotkal fermented at 4℃, the pH decreased as lactic acid production increased. The salinity of Myungran jeotkal fermented at 4℃ and 20℃ was 7% and was not affected by fermentation period. When fermented at 20℃, volatile basic nitrogen and amino nitrogen contents increased with increasing duration of fermentation. Further, volatile acid content decreased, however, the content of amino nitrogen increased after 11 days of fermentation with LBF and no salt effects were observed. When fermented at 20℃ for 13 days, preference (sensory evaluation) was the highest in all experimental groups after 9 days of fermentation, and then decreased as the fermentation period increased. The free amino acid content was highest (1,648.8 mg/100 g) in Myungran jeotkal when sun-dried salt and LBF were added, 2.3 times higher than in the control.

γ-Aminobutyric acid (GABA)-containing salt was prepared by crystallization of a mixture of salt water from deep sea and fermentation broth by lactic acid bacteria that contained GABA converted from glutamic acid. Salt from deep sea water has a lower sodium content but higher calcium, potassium and magnesium contents than commercial salt. Instead of monosodium glutamate (MSG), glutamic acid was used for solving the residual MSG problem. Fermentation by a lactic acid bacterium converted 90% of added glutamic acid (5%, w/v) to GABA, and continuous production of colorless fermentation broth containing more than 3% (w/v) GABA was achieved by using an activated carbon. Mixtures of salt water and fermentation broths with various GABA concentrations were co-crystallized and the GABA content was analyzed. This analysis showed that more than 90% of GABA from broth was adsorbed to salt. The appearance and surface of this prepared GABA-containing salt were examined with an image analyzer and scanning electron microscope. No difference was found with commercial sun-dried salt and no separated particles were detected, which indicates that the co-crystallization process used is suitable for the production of GABAcontaining salt.

The investigation for species composition and catch in the Korean deep-water of the East Sea (also known as Sea of Japan) was carried out with trammel nets of 7 mesh sizes (6.1~24.2cm) offshore Donghae (2006) and Yangyang (2007) of Korea. The catches were 1,268kg and composed of 37 species between 200m and 1,200m in depth. The principal species caught were Taknka's snailfish, salmon snailfish, red snow crab, hunchback sculpin, snow crab, spinyhead sculpin, Tanaka's eelpout, Alaska cod and so on. Those were target fish for commercial value except salmon snailfish. The mesh sizes for the largest catch were 10.6cm and 15.2cm in the fishing ground of Donghae and Yangyang, respectively. The habitat of snow crab was shallower than that of red snow crab in both areas. Trammel net enabled to investigate fish in deep-water with small fishing vessel and rather cheap expenses in contrast to bottom trawl that required too much of it. With increasing inner mesh size of trammel net the mean size of some principal species such as Taknka's snailfish, spinyhead sculpin, hunchback sculpin, Pacific cod, snow crab, red snow crab and hybrid between snow crab and red snow crab tended to be large in certain range of mesh size.

본 연구는 강릉 녹색도시 경포호 주변해역을 대상으로 향후 계획중인 해양심층수 취수 및 배출에 따른 해양환경의 지속가능한 이용 개발 및 그의 건강성을 평가하기 위한 기초적 연구에 해당한다. 기존 해양심층수 배출해역에 대한 해양물리환경조사 결과를 바탕으로 구축되어진 3차원 해수유동 수치모형을 바탕으로 임의 배출수 조건(배출 유량, 수온, 염분)을 가정하여 수중유출 조건에 대한 배출수 확산패턴을 수치모의하였다. 해양심층수의 배출유량은 10,000 t

The investigation for the catch and species composition in the deep sea of the East Sea was done to search marine organisms using some kinds of traps with small commercial fishing vessel near Goseong, Korea from 2008 to 2009. The experiments was carried out with some different traps at the depth of 200m, 400m, 700m and 1,000m. In 2008, the amount of catch with rectangular, cone and drum net traps was 91.4kg with twelve trips and the proportion of catch with rectangular and cone traps was high. Dominant species caught were Aniwan whelk (57%), snow crab (12%), hunchback sculpin (7%) and red snow crab (5%). The catch of Aniwan whelk was done well with rectangular and cone traps at the depth of 700-1,000m. Snow crab was mainly caught with rectangular and cone traps at the shallower depth of 200m, while red snow crab caught a lot with cone trap at the deeper depth of 700m. In 2009, the amount of catch with rectangular, cone and round traps was 92.4kg with nine trips. The proportion of catch with round trap was higher than that with cone trap. Dominant species caught were snow crab (67.1%), Aniwan whelk (14.8%) and northern shrimp (9.8%). Snow crab was caught well with round trap at the depth less than 400m.

토마토 초장의 경우 심층수처리는 대조구에 비해 두상관수는 50%, 저면관수는 58% 감소하였고, 표층수 처리구에서는 두상관수는 49%, 저면관수는 56% 감소하였으며, NaCl 처리구에서는 두상관수는 47%, 저면관수는 57%감소하여 저면관수 처리방법이 도장억제에 더 효과적이었다. 지상부 생체중의 경우 두상관수보다 저면관수에서 더 감소하는 경향을 보였으나 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 지하부 생체중 대조구에 비하여 두상관수는 38%정도 감소한 반면 저면관수는 49% 정도 감소하여, 저면관수에 의해 생육이 현저히 억제되는 결과를 보였다. 지상부와 지하부의 건물중은 생체중과 비슷한 경향을 나타냈다. 이와 같은 결과는 염에 의한 뿌리생육의 저하 때문인 것으로 판단된다. 경경은 대조구에 비해 감소하였지만 처리 방법 간에 뚜렷한 차이를 보이지는 않았다. T/R률에 비추어 보면 두상관수 처리에서 묘소질이 더 뛰어났으나, 묘의 충실도(compactness)는 처리구간 차이는 나타나지 않았다. 토마토의 경우 초장의 억제정도나 묘의 충실도에 비춰보아 저면관수 방법이 도장억제에 더 효과적이라 사료된다. 오이의 경우 처리 농도의 증가에 따라 초장, 생체중, 건물중, 경경, 엽면적이 감소하였다. 저면관수가 두상관수에 비해 도장억제 효과와, 생육억제가 좀 더 뚜렷이 나타나기는 하였으나 두 처리간의 유의적 차이는 나타나지 않았다.

변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

본 연구는 물리적 수리·수문모형의 적용이 제한적인 감조하천에서의 수위예측을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 한강 잠수교를 대상으로 딥러닝 오픈소스 소프트웨어 라이브러리인 TensorFlow를 활용하여 LSTM 모형을 구성하고 2011년부터 2017년까지의 10분 단위의 잠수교 수위, 팔당 댐 방류량과 한강하구 강화대교지점의 예측조위 자료를 이용하여 모형학습(2011~2016) 및 수위예측(2017)을 수행하였다. 모형 매개변수는 민감도 분석을 통해 은닉층의 개수는 6개, 학습속도는 0.01, 학습횟수는 3000번로 결정하였으며, 모형 학습 시 학습정보의 시간적 양을 결정하는 중요한 매개변수인 시퀀스길이는 1시간, 3시간, 6시간으로 변화시키며 모의하였다. 최종적으로 선행시간에 따른 모의 예측능력을 평가하기 위해 LSTM 모형의 예측 선행시간을 6개(1 ~ 24시간)로 구분하여 실측수위와 예측수위와의 비교·분석을 수행한 결과, LSTM 모형의 최적의 성능을 내 는 결과는 시퀀스길이를 1시간으로 하였을 때로 분석되었으며, 특히 선행시간 1시간에 대한 예측정확도는 RMSE는 0.065 m, NSE는 0.99로 실 측수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한 시퀀스길이에 상관없이 선행시간이 길어질수록 모형의 예측 정확도는 2017년 전기간에 걸쳐 평균적으로 RMSE 0.08 m에서 0.28 m로 오차가 증가하였으며, NSE는 0.99에서 0.74로 감소하였다.

본 연구에서는 천일염, 정제염, 해양심층수염을 사용하여 제조한 절임배추의 냉장저장(0˚C) 중 품질변화 및 시판제품과의 품질특성을 비교 조사하였다. pH의 경우 저장기간 전반적으로 S, R, D 구가 CS, CR, CD 구에 비해 높았고, 적정산도는 저장기간 전반적으로 CS, CR, CD 구가 S, R, D 구에 비해 높았다. 수분함량은 저장기간이 경과할수록 삼투압 작용에 의하여 모든 실험군에서 감소하였고, 염도는 S, R, D 구가 2.0~2.6%로 CS, CR, CD 구(0.9~1.8%)에 비해 저장기간 동안 유의적으로 높았다. 총균수 및 유산균수는 CS, CR, CD 구가 저장 1주 이후부터 급격히 증가하여 저장기간 동안 S, R, D 구에 비해 유의적으로 높게 나타나 pH 및 적정산도의 변화에 영향을 주었다. 경도와 씸힘성의 경우 모든 실험군에서 저장기간이 경과함에 따라 감소하였고 저장기간 동안 해양심층수염으로 제조한 절임배추(D)의 경도가 다른 실험군에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 유리아미노산 총량은 CD 구가 가장 높았고 D 구가 가장 낮았으며, 필수아미노산의 비율은 소금의 종류에 따른 큰 차이를 보이지 않았지만, 비필수아미노산의 비율은 해양심층수염으로 제조 된 시판제품이 가장 높았다. 유기산 총량은 CD 구가 가장 높았고 해양심층수염으로 제조한 D와 정제염으로 제조한 R 구가 가장 낮았다. 무기질 총함량의 경우에도 CD 구가 실험군 중 가장 높았고, D, S, R, CR, CS 순으로 낮게 나타났다. K와 Mg 함량은 해양심층수염으로 제조한 D 구가 실험군 중 가장 높았고, Na 함량은 CD구가 가장 높았다. 관능적 외관, 산미 및 전체적 기호도는 모든 실험군에서 저장기간이 경과함에 따라 감소하였으나 해양심층수염으로 제조한 절임배추(D)의 외관, 산미 및 전체적 기호도는 저장기간 동안 다른 실험군에 비해 유의적으로 높은 평가를 받았다. 즉, 해양심층수염으로 절임배추를 제조할 경우 천일염이나 정제염으로 절임한 배추에 비해 관능적으로 우수하고 무기질, 유기산 함량이 높은 양질의 절임배추를 제조할 수 있을 것으로 사료되었다.

Quality and sensory characteristics of tofu prepared with concentrated to 8 oBrix deep ground sea-like water (SW) were investigated to check the availability for coagulants. The tofu was coagulated with three kinds of commercially coagulant, such as MgCl2, CaSO4 and glucono-δ-lactone. Different amounts of SW and soybean milk were added: SW-20 g/L, SW-25 g/L and SW-30 g/L. The moisture content and pH were significantly lower in which preparation with glucono-δ-lactone coagulated tofu, and others has not significantly difference each other. The mineral contents in the coagulant influenced the mineral content of the tofu, which contained larger quantities of major minerals. However, the mineral content of the tofu was not affected of the mineral concentration in the coagulant. The L and b values of the tofu prepared with SW were not significantly different. The hardness of the tofu prepared with the commercial coagulants was significantly lower than that of the tofu produced with the SW. The sensory property was lower when the hardness was lower and higher. In conclusion, the quality characteristics of SW-prepared tofu were not significantly different from those of the tofu prepared with the commercial coagulants, but the texture and the taste of the SW-prepared tofu were excellent.

This paper describes the potential use of deep sea water to stimulate seed germination in both common and Tartary buckwheat. Treatment of 10% deep sea water at 25℃ would slightly enhance germination of buckwheat seeds compared to non-DSW treatment and other temperature. In this study, the significant effects of photoperiod and temperature on seedling growth were also found in the HL treatment for the number of leaf, plant height, and plant fresh weight and LL treatment for root length and leaf size. Common buckwheat (Suwon No.1) showed higher rate (93%) of flowering plants in the HS and LL (93% of flowering rates) than those revealed in the HS and LS treatment, while the low percentage(67%) of plant flowering plants was shown in the LS treatment. All plants (100%) of a Korean landrace, Ahndong-jaerae showed flowers in the HS and LS treatment. HL and LL treatment status did not occur in the plant's flowering. Any Tartary buckwheat (KW45) plant did not yet flowered when it was 21 days-old.

최근 기상변화와 급속한 도시화에 따른 국지성 집중호우가 자주 발생되며, 불투수층이 급격히 증가하면서 대도시 지역에서의 침수 피해가 잇따르고 있다. 2010년과 2011년 서울시에도 100년 빈도의 집중호우가 연이어 나타나면서 광화문과 강남지역 침수가 발생하였고 이는 서울시의 현재 우수 및 하수관리 체계의 한계점을 보여준다. 이에 서울시는 체계적인 방재대책을 마련하기 위해 대심도 빗물배수터널 설치를 계획하고 있지만 국내의 경우 대심도 빗물배수터널에 대한 연구(수리실험 및 수치모의 등)가 미비하며, 구체적인 설계지침수립 등의 연구결과가 부족한 실정이다. 그러므로 대심도 빗물배수터널의 흐름특성 분석에 관한 구체적인 연구가 필요하다고 판단된다. 대심도 빗물배수터널에서 유입구(Inlet)는 유량배제 시 유입유량을 결정하는 중요한 구조물이다. 국외에서는 유입구의 형태 및 크기 등에 관한 실험 및 수치모의연구가 1980년대 이후로 지속적으로 수행되고 있으나, 국내에서는 유입구에 관한 기초적인 연구만 진행되고 있는 실정이므로 유입구에 대한 구체적인 연구가 필요하다. 특히 유입구는 형태(Scroll, Spiral, Tangential)에 따라 유입수로에서의 수심이 결정되고 이 수심이 유량의 배제능력을 평가하는 기준이 되므로 유입구의 형태별(Scroll, Spiral, Tangential) 흐름특성을 분석 하는 것이 중요하다고 판단된다. 본 연구에서는 가장 일반적으로 사용되고 있는 유입구의 종류를 소개하고, 각 유입구에 대한 흐름특성을 분석하고자 한다. 흐름특성 분석을 위해 3차원 수치모델링 프로그램인 Fluent 6.3모형을 사용하여 실시하였다. 유량 배제효율을 판단하는데 척도가 되는 유입수로에서의 최소수위를 측정하였으며, 각 유입구별 수치모의 조건(수직갱 지름, 접근수로 너비, 유량 등)은 같은 값을 적용하여 비교·분석하였다. 유입부 구조물의 격자망은 육면체와 삼각뿔 형태로 구성하였으며, 다상유동을 위해 VOF Scheme을 적용하였다. 수치해석 방법으로는 비정상류, 1st order implicit method를 사용하였고 난류모형으로는 κ-ε모형을 적용하였다.